地震影響的經濟韌性評價研究進展＊

溫煜馨

（中央財經大學，北京 102206）

引言

韌性已經成為國家發展的重要議題。自20 世紀以來，世界各地自然災害發生次數、受災人口和經濟社會影響明顯增加，潛在的災害風險已成為區域可持續發展的障礙，最大限度地減輕災害的影響和損失已成為區域可持續發展的重要前提。為了有效地減輕自然災害對社會經濟發展的影響，國際減災10 年（IDNDR）活動、國際減災戰略（ISDR）相繼實施，《2005—2015 兵庫行動框架：提升國家和社區災害韌性》[1]、《2015—2030 仙臺減輕災害風險框架》[2]相繼通過。2012 美國國家研究委員會年度報告將提升韌性作為國家應對災害的重要舉措[3]。由此可見，學術界與社會各界對區域災害韌性高度重視，韌性已經成為災害研究領域的一個重要議題。由于地震災害韌性具有典型代表性，地震影響的經濟韌性已經成為美國等發達國家的研究熱點。本文將對地震影響的經濟韌性評價研究進展進行梳理和總結，為國內開展相關研究提供參考和借鑒。

1 韌性概念

韌性已引入生態環境學、社會學、工程學、經濟學等多個領域，廣泛用于不同尺度及不同復雜程度的社會群體系統、社會生態系統、城市基礎設施系統、基礎設施網絡系統及區域經濟系統（表1）。韌性在生態環境學、社會學、工程學、經濟學和災害學領域有著不同的意義和含義。可見，韌性并沒有一個統一的定義。

表1 生態環境學、社會學、工程學、經濟學和災害學等領域中韌性的定義Table 1 Definition of resilience in the field of environmental science，sociology，engineering，economics and disaster science

生態韌性的概念被率先引入生態系統、環境系統及社會系統。Holling[4]最早提出韌性的概念，表征生態系統的持久性及維持原有狀態的能力，有能力減小環境變化和外界擾動造成的影響。此后，生態韌性這一概念不斷用于環境-經濟-社會系統的變化分析中。Timmeman[5]在研究氣候變化影響時把韌性定義為系統具有承受災害性事件的沖擊并能從中恢復的能力。Mileti[6]在研究社區可持續發展時提出了社區災害韌性的概念。具體而言，是指在極端事件下將社區遭受的影響控制在可接受水平，其特征包含社區未遭受毀滅性破壞、生產和生活質量沒有下降、不需要大規模的社區外援等。Adger[7]將生態韌性概念擴展到社會學領域并提出了社會韌性的概念。這一概念描述了人群和社區可以承受因社會、政治及環境變化造成的極端壓力和擾動，同時具有恢復原有狀態的能力。他主要從包含社會資本及資源依賴程度在內的經濟因素、以產權為代表的制度因素及人口特征3 大方面研究社會韌性。韌性聯盟（Resilience Alliance）[8]致力于社會生態系統韌性相關研究，提出了城市韌性概念，并從生態、社會、工程和經濟等維度進行分析。城市韌性具體表征城市或城市系統具有減輕或消除外界沖擊影響且具有保持原有主要特征、結構及關鍵功能的能力。

隨著自然災害研究的不斷深入，韌性概念被引入工程學及災害學領域，并在災害應急管理及風險管理中發揮重要作用。在工程學中，韌性被定義為系統在遭遇內部作用及外部沖擊時其結構性能雖出現退化，但系統仍具有維持其功能和結構性能的能力。Bruneau 等[9]將韌性定義為具有減小地震破壞的可能性，減輕地震災害影響和快速恢復到正常狀態的能力，即減輕風險和減輕災害影響的能力。具體是指，有能力使災害事件發生時影響減小到最小，以最小的努力減小社會功能中斷并有能力快速恢復到正常水平。

聯合國國際減災戰略UNISDR 2005[1]將韌性定義為系統、社區及社會有能力通過抵抗或改變自身應對潛在危險的影響，有能力在災害事件發生時仍能維持結構狀態和功能在可接受水平。社會系統具有自組織能力和自適應能力，具有從以往災害中吸取經驗教訓的能力，提升和改進其抗災能力和降低風險的能力。

Rose[10]將災害影響下的區域經濟韌性定義為公司和區域本身具有對災害沖擊的響應能力，即個體和經濟體在災害發生時及發生后采取主動應對措施，避免潛在的最大損失。它強調在災害發生時及發生后資源的可配置性及應對的靈活性。

近年來，韌性概念受到經濟地理學家的關注，2010年《劍橋區域、經濟和社會雜志》（Cambridge journal of religions，economy and society）就區域經濟韌性及其相關議題出版專刊，發表系列成果[11-13]。韌性已成為經濟地理學、區域經濟學及發展經濟學等領域的研究熱點。區域經濟韌性一般指區域經濟系統對外界擾動的一種響應和恢復到穩定狀態的能力。演化地理學家從演化的視角將韌性定義為區域（城市）不斷重構其經濟結構的能力，或者區域不斷形成新的經濟增長路徑的能力[14]。

綜上，盡管生態環境學、社會學、工程學及經濟學等多個領域對韌性的定義、含義和理解存在細微差別，但不同領域就韌性概念仍取得一些共識。韌性描述系統具有抵抗外部沖擊影響的能力，以及將功能快速恢復到原有狀態的能力。其中，抵抗能力指減小災害影響，防止系統狀態發生改變的能力；恢復能力指系統功能遭受破壞后恢復正常運轉的能力。

2 地震韌性

Bruneau 等[9]對區域地震韌性進行了系統深入研究并取得重要進展：研究了區域地震影響特征，提出地震韌性的概念，將區域地震韌性定義為具有減小地震破壞發生的可能性，減輕地震災害影響和快速恢復到正常狀態的能力。他們給出了區域地震韌性評價的定量方法，其數學表達式為：

其中，R是指韌性的大小，Q(t)是反映基礎設施功能的函數。該函數的取值范圍為0%—100%，Q(t)取值為0% 表示基礎設施不具備任何功能，Q(t) 取值為100% 表示基礎設施正常運轉。t0為地震發生的時刻，基礎設施功能受到損壞，如圖1 所示，隨著時間推移，基礎設施功能逐漸恢復，t1時刻系統功能恢復到災害發生前的狀態。可見，該公式給出了系統遭受損壞及恢復的全過程。

圖1 Bruneau 等[9]提出的地震韌性評價模型示意圖Fig.1 Evaluation model of resilience to earthquake disasters posed by Bruneau，et al[9]

Bruneau 等[9]提出了區域地震韌性多維度定量分析的架構，將4 個相互關聯的維度組成多維空間，從技術維度、組織維度、社會維度及經濟維度等方面研究區域地震韌性特征，簡稱TOSE 維度空間。其中，技術韌性是指減輕災害對建筑群和基礎設施系統的破壞。基礎設施系統損失指包括交通、能源和通信等系統提供服務的中斷。組織韌性是指政府災害應急機構、警察局、消防局及與基礎設施系統運營相關的機構或部門具有災后快速響應及城市功能恢復的能力，包括災后緊急實施的基礎設施系統恢復運營及房屋建筑修復。社會韌性是指減少災害人員傷亡的能力，在震后應急期間能夠提供緊急醫療服務和臨時的避難場地，在長期恢復過程中可以滿足當地的就業和教育需求。經濟韌性是指具有減小災害造成的直接經濟損失和間接經濟損失。經濟損失，既包括房屋和基礎設施以及工農業產品、商儲物資、生活用品等因災破壞所形成的直接財產損失，又包括社會生產和其他經濟活動因災導致停工、停產等所造成的間接損失。此后，基于層模型，Cimellarolaro[15-16]將Bruneau 等[9]提出的TOSE 四維度韌性分析框架進行擴展，提出了相互關聯的人口和人口統計、環境/生態系統、政府組織服務、基礎設施、生活方式和社區能力、經濟發展和社會文化資本等7 個維度空間的區域地震韌性分析框架體系，簡稱PEOPLES。

Bruneau 等[9]研究了韌性特征，研究表明城市區域韌性具有穩健性、冗余性、快速恢復能力和資源可配置性（4R）特征。其中，穩健性（Robustness）是具有抵抗能力，即單元、系統或其他層級能夠承受壓力或影響，不出現退化和功能損失；冗余性（Redundancy）是單元、系統及其他層級具有可替代性，一旦出現因破壞性事件而造成中斷、退化及功能損失時，具有滿足功能需求的能力；快速恢復能力（Rapidity）是具有及時滿足優先等級及目標，減少損失和避免功能進一步中斷；資源可配置性（Resourcefulness）是具有識別問題的能力，建立優先等級，在單元、系統等層級受損后功能中斷時，具有調動資源的能力，可以調配人力、物力、財力、技術及信息等，滿足預定的優先等級及目標。

3 地震影響的經濟韌性

經濟學家Rose[10,17-19]和Xie 等[10]長期開展災害 經濟影響研究，取得了重要成果。研究表明，經濟恢復韌性涉及3 個經濟尺度：微觀經濟-公司、家庭；中觀經濟-經濟部門、個別市場，或聯合體；宏觀經濟-所有個體單元和市場的集合以及它們的相互作用。在微觀經濟尺度下，個體韌性一般與商業和組織運行有關。在中觀經濟尺度下，市場韌性與個體韌性密切相關。市場中作為“看不見的手”的價格，在災后資源流向的調配過程中發揮重要作用。在宏觀經濟尺度下，韌性受到價格和數量相互依賴關系的影響，一個部門的韌性通過經濟活動影響其他部門的韌性。

Rose[18]提出靜態經濟韌性概念，表征實體或系統在受到沖擊時維持功能的能力，即有效利用剩余資源的能力。它是指在某一特定時刻有效利用剩余資源，通過諸如節約、替代、獲取庫存和重新安置等策略來彌補生產投入可靠性方面的不足。它遵循經濟學原理的資源配置效率規律。一般而言，災后資源比平時更加稀缺，因此，必須在恢復過程中時刻盡可能有效地使用剩余的資源，這是經濟問題的核心。之所以稱為靜態，是因為它無需修理和重建就能實現。修理和重建過程不僅影響目前的經濟活動水平，而且影響后期的恢復過程。靜態經濟韌性的另一個關鍵特征是它主要描述需求端的相關現象，涉及可用資源的有效利用。靜態韌性是指充分利用現有的資本存量（生產能力），其重點是提高有效利用資源的能力。Rose[18]提出靜態經濟韌性可以用在受到沖擊時系統避免下降的產出和系統最大潛在下降的產出之比來表示，如式（2）及圖2 所示。

圖2 Rose[18]提出的靜態經濟韌性示意圖Fig.2 Static economic resilience proposed by Rose[18]

其中，%ΔDY是指實際直接產出變化的百分比，%ΔDYmax是指最大直接產出變化的百分比。

Xie 等[20]提出動態經濟韌性的概念，描述加速從沖擊中恢復過來的能力。它本質上是在修復和恢復過程中對于資源有效利用的問題。它考慮了與時間有關的動態因素的影響。動態因素具體是指個體或系統從嚴重沖擊中恢復到期望狀態的速度。相對而言，動態經濟韌性更為復雜，涉及與修復和重建有關的跨期權衡取舍的投資決策問題，如跨期消費權衡，將本可用于當前消費的資源轉移于能提高將來生產能力的恢復重建中。

Xie 等[20]提出的動態經濟韌性度量方法中考慮了系統恢復的時間依賴性。如圖3 所示，動態經濟韌性可以由式（3）計算。

圖3 Xie 等[20]提出的動態經濟韌性示意圖Fig.3 Dynamic economic resilience proposed by Xie，et al[20]

其中，SOHR(ti)指采取恢復措施后的系統產出，SOWR(ti)指未采取恢復措施的系統產出。

Rose[17-19]研究了不同階段的韌性特征，提出了常態下內在的韌性及危機下適應性的韌性的概念，區分在常態及危機環境下不同階段的經濟韌性。

（1）常態下的內在能力：正常情況下具有的能力，即系統應具有庫存、超額生產能力及投入替代能力。可以采用協議合同的方式獲得未受災害影響區域供應商的優先服務權限，替代因外部沖擊而難以獲得的投入，從而擁有響應價格信號并重新分配資源的市場配置能力。

（2）應對危機的能力：危機情況下，具有創造性或額外努力，即在個人經營中增加投入替代的可能性，或具有強化市場的能力，為沒有客戶的供應商提供客戶信息及沒有供應商的客戶提供供應商信息。即：外界沖擊會激發個體和廠商的創造力，用以解決在平常條件下難以解決的問題，這就是適應性韌性產生的來源。商品和服務生產方式的改變，以及新的合同安排，可以幫助失去供應商的客戶與失去客戶的供應商相匹配。

4 經濟韌性測度

4.1 直接靜態經濟韌性DSER（Direct Static Economic Resilience）

直接靜態經濟韌性從中微觀經濟層面上衡量經濟韌性，對應于部分均衡分析。直接靜態經濟韌性衡量的是在外部沖擊條件下（如某些或全部關鍵投入的減少），直接產出減少與可能的最大直接潛在產出減少的偏離程度。本質上，直接靜態經濟韌性指的是受到某一特定沖擊時最大直接經濟潛在損失與實際直接經濟損失的差值占最大經濟潛在損失的百分比。其主要問題在于確定最大的潛在損失[19]。

這里，DSER 指直接靜態經濟韌性

其中，DSER 指直接經濟韌性，%ΔDY指實際直接產出變化的百分比，%ΔDYmax指最大直接產出變化的百分比。

4.2 總體靜態經濟韌性TSER（Total Static Economic Resilience）

總體靜態經濟韌性從宏觀經濟層面衡量經濟韌性，在理想情況下適用于一般均衡分析理論，其理論涉及經濟中不同主體的相互作用。一種計算總體靜態經濟韌性的方式是，假設其與直接靜態經濟韌性存在線性關系，這實際上也有一定的理論支撐。但是，線性關系的設定隱含著剛性的條件，與靜態經濟韌性的定義相背。故在計算時僅將利用線性模型計算的總體靜態韌性作為最大的總體潛在損失，并與實際的總經濟損失做比較。本質上，總體靜態經濟韌性衡量了由線性模型（投入產出模型）和非線性模型（如一般均衡模型）計算的總體靜態經濟韌性之間的差異[19]。

其中，TSER 指總體經濟韌性，M是投入產出模型中的線性乘數，%ΔDYmax指最大直接產出變化的百分比，%ΔTY指實際總產出變化的百分比，%ΔTYmax指最大總產出變化的百分比。

5 地震影響的經濟韌性分析架構

自然災害對商業和住宅建筑破壞后，其功能受損，進而直接影響經濟活動。受損商業和住宅建筑是自然災害經濟分析的重要組成部分。生產函數經濟模型可以表示為：

其中，Y是企業或部門（零售、制造業、服務業）的產出，L是勞動，K是物質資本。K主要由商業和住宅建筑組成。當這些建筑的功能性降低時，會直接導致產出的減少，導致所需勞動力的減少及勞動收入的減少。這是聯系地震破壞損失估計模型與經濟模型的橋梁[21]。

多年來，投入-產出（I-O）經濟模型常用于計算自然災害破壞造成的直接經濟損失。將I-O 經濟模型與地震災害破壞損失模型相結合，對交通網絡系統、基礎設施網絡系統及區域受地震影響的功能損失及經濟損失進行估計[21-24]。最近，Galbusera 等[25]提出了一種經濟韌性估計方法，使用帶有庫存的動態不可操作性I-O 模型估計相關部門的韌性。但是，傳統的投入產出I-O 模型主要針對需求方面受到的沖擊進行建模，難以反映因建筑物破壞和供水供電中斷等供應方面的影響。

引入可計算一般均衡（CGE）模型能夠估計自然災害影響的經濟韌性。建立在微觀經濟理論基礎上的可計算一般均衡模型是分析自然災害影響和政策影響的先進的區域經濟模型。它考慮了經濟決策主要由家庭福利最大化及企業利潤最大化為導向進行資源配置的影響。基于資源無限制性假設的傳統投入產出經濟模型I-O，不能反映災害發生后資源利用的有限性及稀缺性。基于個體消費者和企業優化行為的CGE 模型可以反映家庭福利最大化及企業利益最大化的行為及可利用資源的有限性；它考慮了常態時內在韌性及危機時應對能力的不同影響；它涉及公司和家庭的微觀層面、經濟部門和個別市場或聯合體的中觀層面及所有個體單元和市場的集合及其相互作用的宏觀層面的所有要素。CGE 模型能夠反映因需求減少而導致的價格下降壓力及因供應減少而導致的價格上漲壓力，它將價格完全納入分析框架中，更能反映實際情形。

6 小結

本文梳理了地震影響下的社會經濟韌性評價的代表性成果，對韌性概念、地震韌性、地震影響下的經濟韌性、經濟韌性測度及地震影響的經濟韌性分析框架等方面研究成果進行總結，為我國開展地震影響下的社會經濟韌性評價提供借鑒和參考。綜上所述：韌性是抗御能力、恢復能力和主動應對能力等的集合，既具有抵抗災害沖擊、維持其功能運行的能力，又具有使其功能恢復的能力。經濟韌性具有可避免直接和間接經濟損失的穩健性；儲藏或超經濟能力（庫存和供貨商）的冗余性；采取能力增強、需求調整、外部援助、優化恢復行動計劃等穩定措施的資源可配置性；盡快恢復至事件前的功能水平的快速恢復能力。

地震經濟韌性也具有4R 特征：靜態經濟韌性的定義與韌性穩健性類似；動態經濟韌性的定義與快速恢復能力相近；冗余性就是供給側采取的減災行動；資源可配置性是人自適應的特征。

地震影響下的經濟韌性評價是地震災害經濟學的重要內容，它涉及地震災害學、經濟學及社會管理學等多學科，只有開展跨學科研究，才可能對自然災害影響下的經濟韌性有深入的研究。